高考物理通用版二轮复习专题检测：08《技法专题——巧用“能量观点”解决力学选择题》(含详解)

1、专题检测（八）专题检测（八）技法专题技法专题巧用巧用“能量观点能量观点”解决力学选择题解决力学选择题1.如图所示如图所示， 物块的质量为物块的质量为 m， 它与水平桌面间的动摩擦因数为它与水平桌面间的动摩擦因数为。起初，用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为起初，用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为 x，然后放，然后放手手，当弹簧的长度第一次回到原长时当弹簧的长度第一次回到原长时，物块的速度为物块的速度为 v。则此过程中弹力所做的功为则此过程中弹力所做的功为()A.12mv2mgxBmgx12mv2C.12mv2mgxD以上选项均不对以上选项均不对解析：解析：选选 C设设 W弹弹

2、为弹力对物体做的功，因为克服摩擦力做的功为为弹力对物体做的功，因为克服摩擦力做的功为mgx，由动能定，由动能定理得理得 W弹弹mgx12mv20，得，得 W弹弹12mv2mgx，C 对。对。2(2018江苏高考江苏高考)从地面竖直向上抛出一只小球从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面小球运动一段时间后落回地面。忽忽略空气阻力，该过程中小球的动能略空气阻力，该过程中小球的动能 Ek与时间与时间 t 的关系图像是的关系图像是()解析解析：选选 A小小球做竖直上抛运动球做竖直上抛运动， 设初速度为设初速度为v0， 则则vv0gt， 小小球的动能球的动能 Ek12mv2，把速度把速度

3、v 代入，得代入，得 Ek12mg2t2mgv0t12mv02，Ek与与 t 为二次函数关系，为二次函数关系，A 正确。正确。3多选多选(2016全国卷全国卷)如图如图， 一固定容器的内壁是半径为一固定容器的内壁是半径为 R 的的半球面半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为在半球面水平直径的一端有一质量为 m 的质点的质点 P。它在容器它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为克服摩擦力做的功为 W。重力加重力加速度大小为速度大小为 g。 设质点设质点 P 在最低点时在最低点时， 向心加速度的大小为向心加速度的大小为 a， 容器对它的支持力大小为

4、容器对它的支持力大小为 N，则则()Aa2 mgRW mRBa2mgRWmRCN3mgR2WRDN2 mgRW R解析：解析：选选 AC质点质点 P 下滑到最低点的过程中，由动能定理得下滑到最低点的过程中，由动能定理得 mgRW12mv2，则速，则速度度 v2 mgRW m， 在最低点的向心加速度在最低点的向心加速度 av2R2 mgRW mR， 选项选项 A 正确正确， B 错误错误；在最低点时，由牛顿第二定律得在最低点时，由牛顿第二定律得 Nmgma，N3mgR2WR，选项，选项 C 正确，正确，D 错误。错误。4.如图为某同学建立的一个测量动摩擦因数的模型。物块自左如图为某同学建立的一个

5、测量动摩擦因数的模型。物块自左侧斜面上侧斜面上 A 点由静止滑下点由静止滑下，滑过下面一段平面后滑过下面一段平面后，最高冲至右侧斜最高冲至右侧斜面上的面上的 B 点。实验中测量出了三个角度，左右斜面的倾角点。实验中测量出了三个角度，左右斜面的倾角和和及及AB 连线与水平面的夹角连线与水平面的夹角。物块与各接触面间动摩擦因数相同且为物块与各接触面间动摩擦因数相同且为，忽略物块在拐角处的忽略物块在拐角处的能量损失，以下结论正确的是能量损失，以下结论正确的是()Atan Btan Ctan Dtan2解析解析：选选 C设设 AB 的水平长度为的水平长度为 x，竖直高度差为竖直高度差为 h，对从对从

6、A 到到 B 的过程运用动能定的过程运用动能定理得理得 mghmgcos ACmgCEmgcos EB0，因为，因为 ACcos CEEBcos x，则有则有 mghmgx0，解得，解得hxtan ，故，故 C 正确。正确。5如图所示，质量、初速度大小都相同的如图所示，质量、初速度大小都相同的 A、B、C 三个小球，开始时在同一水平面三个小球，开始时在同一水平面上上，A 球竖直上抛球竖直上抛，B 球以倾角球以倾角斜向上抛斜向上抛，C 球沿倾角为球沿倾角为的光滑斜面上滑的光滑斜面上滑，它们上升的最它们上升的最大高度分别为大高度分别为 hA、hB、hC，空气阻力不计，则，空气阻力不计，则()AhA

7、hBhCBhAhBhCDhAhChB解析：解析：选选 DA 球和球和 C 球上升到最高点时速度均为零，而球上升到最高点时速度均为零，而 B 球上升到最高点时仍有水球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能。对平方向的速度，即仍有动能。对 A、C 球由机械能守恒定律得球由机械能守恒定律得 mgh12mv02，得，得 hAhChv022g。对对 B 球由机械能守恒定律得球由机械能守恒定律得 mghB12mvt212mv02，且且 vt0，所以所以 hAhChB，故故D 正确。正确。6(2019 届高三届高三南京模拟南京模拟)质量为质量为 m 的球从地面以初速度的球从地面以初速度 v0竖直向上抛

8、出，已知球所竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比。下列图像分别描述了球在空中运动的速度受的空气阻力与速度大小成正比。下列图像分别描述了球在空中运动的速度 v、加速度、加速度 a随时间随时间 t 的变化关系和动能的变化关系和动能 Ek、 机械能机械能 E(取地面处重力势能为零取地面处重力势能为零)随球距离地面高度随球距离地面高度 h 的变的变化关系，其中可能正确的是化关系，其中可能正确的是()解析：解析：选选 C已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即 Ffkv，当球上升到最高，当球上升到最高点时，点时，v 为零，球只受重力，为零，球只受重力

9、，a 等于等于 g，则，则 vt 图线切线的斜率不等于零，故图线切线的斜率不等于零，故 A 错误；根据错误；根据牛顿第二定律，球上升过程中：牛顿第二定律，球上升过程中：mgkvma，v 逐渐减小，逐渐减小，a 逐渐减小，球下降过程中：逐渐减小，球下降过程中：mgkvma，v 逐渐增大逐渐增大，a 逐渐减小逐渐减小，故故 B 错误错误；上升过程上升过程，由动能定理由动能定理：mghFfhEkEk0，解得解得 EkEk0(mgkv)h，随随 h 的增加的增加，v 减小减小，则则 Ekh 图像的斜率减小图像的斜率减小，下下降过程降过程，由动能定理由动能定理：mg(h0h)Ff(h0h)Ek，即即 E

10、k(mgkv)(h0h)，随下降的高度随下降的高度的增加的增加，v 增大增大，Ekh 图像的斜率减小图像的斜率减小，故故 C 正确正确；机械能的变化量等于克服阻力做的功机械能的变化量等于克服阻力做的功：FfhEE0，上升过程中上升过程中 v 逐渐减小逐渐减小，则则 Ff逐渐减小逐渐减小，即即 Eh 图像的斜率逐渐变小图像的斜率逐渐变小，故故Eh 图像不是直线，故图像不是直线，故 D 错误。错误。7.(2018武汉调研武汉调研)如图所示如图所示，半径为半径为 R、圆心为圆心为 O 的光滑圆环固定的光滑圆环固定在竖直平面内，在竖直平面内，OC 水平，水平，D 是圆环最低点。质量为是圆环最低点。质量

11、为 2m 的小球的小球 A 与质与质量为量为 m 的小球的小球 B 套在圆环上，两球之间用轻杆相连。两球初始位置如套在圆环上，两球之间用轻杆相连。两球初始位置如图所示，由静止释放，当图所示，由静止释放，当 A 运动至运动至 D 点时，点时，B 的动能为的动能为()A.22mgRB.26mgRC.4 22mgRD.4 26mgR解析解析：选选 DA、B 组成的系统机械能守恒组成的系统机械能守恒，当当 A 运动到最低点运动到最低点 D 时时，A 下降的高度为下降的高度为hARRsin 45，B 上升的高度为上升的高度为 hBRsin 45，则有，则有 2mghAmghB122mvA212mvB2，

12、又又 vAvB，所以，所以 B 的动能为的动能为 EkB12mvB24 26mgR，选项，选项 D 正确。正确。8(2018烟台模拟烟台模拟)某段高速路对载重货车设定的允许速度范围为某段高速路对载重货车设定的允许速度范围为 5080 km/h，而上，而上坡时若货车达不到最小允许速度坡时若货车达不到最小允许速度 50 km/h，则必须走，则必须走“爬坡车道爬坡车道”来避免危险。某质量来避免危险。某质量为为4.0104kg 的载重货车，保持额定功率的载重货车，保持额定功率 200 kW 在在“爬坡车道爬坡车道”上行驶，每前进上行驶，每前进 1 km，上，上升升 0.04 km，货车所受的阻力货车所

13、受的阻力(摩擦阻力与空气阻力摩擦阻力与空气阻力)为车重的为车重的 0.01 倍倍，g 取取 10 m/s2，爬坡车爬坡车道足够长，则货车匀速上坡的过程中道足够长，则货车匀速上坡的过程中()A牵引力等于牵引力等于 2104NB速度可能大于速度可能大于 36 km/hC增加的重力势能等于货车牵引力所做的功增加的重力势能等于货车牵引力所做的功D增加的机械能等于货车克服阻力所做的功增加的机械能等于货车克服阻力所做的功解析：解析：选选 A货车匀速上坡的过程中，根据平衡条件得：牵引力大小货车匀速上坡的过程中，根据平衡条件得：牵引力大小 F0.01mgmgsin 0.014.010410 N4.010410

14、0.041N2104N， 故故 A 正确正确； 根据根据 PFv得：得：vPF21052104m/s10 m/s36 km/h，故，故 B 错误；匀速上坡过程增加的重力势能等于错误；匀速上坡过程增加的重力势能等于汽车牵引力所做的功与克服阻力做功之差，故汽车牵引力所做的功与克服阻力做功之差，故 C 错误；根据功能关系知，匀速上坡过程增错误；根据功能关系知，匀速上坡过程增加的机械能等于汽车牵引力做功与克服阻力所做的功之差，故加的机械能等于汽车牵引力做功与克服阻力所做的功之差，故 D 错误。错误。9多选多选(2018武汉质检武汉质检)有一系列斜面有一系列斜面，倾角各不相同倾角各不相同，它们它们的底端

15、相同，都是的底端相同，都是 O 点，如图所示。有一系列完全相同的滑块点，如图所示。有一系列完全相同的滑块(可可视为质点视为质点)从这些斜面上的从这些斜面上的 A、B、C、D、各点同时由静止释放各点同时由静止释放，下列判断正确的是下列判断正确的是()A若各斜面均光滑若各斜面均光滑，且这些滑块到达且这些滑块到达 O 点的速率相同点的速率相同，则则 A、B、C、D、各点处在同一水平线上各点处在同一水平线上B若各斜面均光滑若各斜面均光滑，且这些滑块到达且这些滑块到达 O 点的速率相同点的速率相同，则则 A、B、C、D、各点处在各点处在同一竖直面内的圆周上同一竖直面内的圆周上C若各斜面均光滑若各斜面均光

16、滑，且这些滑块到达且这些滑块到达 O 点的时间相同点的时间相同，则则 A、B、C、D、各点处在各点处在同一竖直面内的圆周上同一竖直面内的圆周上D若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，滑块到达若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，滑块到达 O 点的过程中，各滑块损点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则失的机械能相同，则 A、B、C、D、各点处在同一竖直线上各点处在同一竖直线上解析解析：选选 ACD若各斜面均光滑若各斜面均光滑，根据根据 mgh12mv2，滑块质量相同滑块质量相同，到达到达 O 点的速率相同，则点的速率相同，则 h 相同，即各释放点处在同一水平线上，相同，即各释放点处在同一水平

17、线上，A 正正确确， B 错误错误； 以以 O 点为最低点作等时圆点为最低点作等时圆， 如图所示如图所示， 由由12gsin t22Rsin ，可知各滑块从圆周上各点运动到可知各滑块从圆周上各点运动到 O 点时间相等点时间相等， C 正确正确； 若各滑块滑到若各滑块滑到 O点的过程中，滑块滑动的水平距离是点的过程中，滑块滑动的水平距离是 x，滑，滑块损失的机械能块损失的机械能(即克服摩擦力做功即克服摩擦力做功)为：为：Wfmgcos xcos ，即各释放点处在同一竖直线上，即各释放点处在同一竖直线上，D 正确。正确。10 多选多选如图所示如图所示， 固定在水平面上的光滑斜面倾角为固定在水平面上

18、的光滑斜面倾角为 30，质量分别为质量分别为 M、m 的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板。开始时用手按住轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板。开始时用手按住 M，此时此时 M 到挡板的距离为到挡板的距离为 s，滑轮两边的细绳恰好伸直滑轮两边的细绳恰好伸直，且没有力的作用且没有力的作用。已知已知 M2m，空空气阻力不计。松开手后，下列说法正确的是气阻力不计。松开手后，下列说法正确的是()AM 和和 m 组成的系统机械能守恒组成的系统机械能守恒B当当 M 的速度最大时，的速度最大时，m 与地面间的作用力为零与地面间的

19、作用力为零C若若 M 恰好能到达挡板处，则此时恰好能到达挡板处，则此时 m 的速度为零的速度为零D若若 M 恰好能到达挡板处恰好能到达挡板处，则此过程中重力对则此过程中重力对 M 做的功等于弹簧弹性势能的增加量做的功等于弹簧弹性势能的增加量与与 m 的机械能增加量之和的机械能增加量之和解析解析：选选 BD运动过程中运动过程中，M、m 与弹簧组成的系统机械能守恒与弹簧组成的系统机械能守恒，A 错误错误；当当 M 速度速度最大时，弹簧的弹力等于最大时，弹簧的弹力等于 Mgsin 30mg，此时，此时 m 与地面间的作用力恰好为零，与地面间的作用力恰好为零，B 正确；正确；然后然后 M 做减速运动做

20、减速运动，恰好能到达挡板处恰好能到达挡板处，也就是速度刚好减小到了零也就是速度刚好减小到了零，之后之后 M 会上升会上升，所所以以 M 恰好到达挡板处时弹簧弹力大于恰好到达挡板处时弹簧弹力大于 mg，即此时，即此时 m 受到的细绳拉力大于自身重力，受到的细绳拉力大于自身重力，m 还还在加速上升，在加速上升，C 错误；根据功能关系，错误；根据功能关系，M 减小的机械能等于减小的机械能等于 m 增加的机械能与弹簧增加的增加的机械能与弹簧增加的弹性势能之和弹性势能之和，若若 M 恰好能到达挡板处恰好能到达挡板处，此时动能恰好为零此时动能恰好为零，因此重力对因此重力对 M 做的功等于做的功等于 M减小

21、的机械能，减小的机械能，D 正确。正确。11多选多选如图所示，三个小球如图所示，三个小球 A、B、C 的质量均为的质量均为 m，A 与与B、C 间通过铰链用轻杆连接间通过铰链用轻杆连接，杆长均为杆长均为 L。B、C 置于水平地面上置于水平地面上，用一轻质弹簧连接用一轻质弹簧连接， 弹簧处于原长弹簧处于原长。 现现 A 由静止释放下降到最低点由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角两轻杆间夹角由由 60变为变为 120。A、B、C 在同一竖直平面内运动在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内弹簧在弹性限度内，忽忽略一切摩擦，重力加速度为略一切摩擦，重力加速度为 g。则此下降过程中。则此下降过程中()A

22、A 的动能达到最大前，的动能达到最大前，B 受到地面的支持力小于受到地面的支持力小于32mgBA 的动能最大时，的动能最大时，B 受到地面的支持力等于受到地面的支持力等于32mgC弹簧的弹性势能最大时，弹簧的弹性势能最大时，A 的加速度方向竖直向下的加速度方向竖直向下D弹簧的弹性势能最大值为弹簧的弹性势能最大值为32mgL解析解析：选选 AB在在 A 的动能达到最大前的动能达到最大前，A 向下加速运动向下加速运动，此时此时 A 处于失重状态处于失重状态，则整则整个系统对地面的压力小于个系统对地面的压力小于 3mg，即地面对，即地面对 B 的支持力小于的支持力小于32mg，A 项正确；当项正确；

23、当 A 的动能最的动能最大时大时，A 的加速度为零的加速度为零，这时系统既不失重这时系统既不失重，也不超重也不超重，系统对地面的压力等于系统对地面的压力等于 3mg，即即 B受到地面的支持力等于受到地面的支持力等于32mg，B 项正确；当弹簧的弹性势能最大时，项正确；当弹簧的弹性势能最大时，A 减速运动到最低点减速运动到最低点，此时此时 A 的加速度方向竖直向上，的加速度方向竖直向上，C 项错误；由机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能最大项错误；由机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能最大值等于值等于 A 的重力势能的减少量，即为的重力势能的减少量，即为 mg(Lcos 30Lcos 60)312m

24、gL，D 项错误。项错误。12多选多选如图所示，在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖如图所示，在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动直上抛的小球能改变方向后做平抛运动；不计经导向槽时小球的能量不计经导向槽时小球的能量损失损失，设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为 v，重力加速度为重力加速度为 g；那么当小球有最大水平位移时，下列说法正确的是那么当小球有最大水平位移时，下列说法正确的是()A导向槽位置应在高为导向槽位置应在高为v24g的位置的位置B最大水平位移为最大水平位移为v2gC小球在上、下两过程中，在经过某相同高度时，合速

25、度的大小总有小球在上、下两过程中，在经过某相同高度时，合速度的大小总有 v下下2v上上D当小球落地时，速度方向与水平方向成当小球落地时，速度方向与水平方向成 45角角解析：解析：选选 AD设小球做平抛运动时的速度为设小球做平抛运动时的速度为 v0，根据机械能守恒定律可得，根据机械能守恒定律可得，12mv02mgh12mv2，解得，解得 v0 v22gh；根据平抛运动的知识可得，下落时间；根据平抛运动的知识可得，下落时间 t2hg，则水平，则水平位移位移 xv0tv2g2h2h，所以当所以当v2g2h2h 时水平位移最大时水平位移最大，解得解得 hv24g，A 正确正确；最大的水平位移为最大的水

26、平位移为 x 4h22hv22g，B 错误错误；根据机械能守恒定律可知根据机械能守恒定律可知，在某相同高度处在某相同高度处时上升的速率和下落的速率相等时上升的速率和下落的速率相等，C 错误错误；设小球落地时速度与水平方向的夹角为设小球落地时速度与水平方向的夹角为，位移位移与水平方向的夹角为与水平方向的夹角为，根据平抛运动的规律可知，根据平抛运动的规律可知，tan 2tan 2h2h1，则，则45，D 正确。正确。13.(2019 届高三届高三滨州模拟滨州模拟)两物块两物块 A 和和 B 用一轻弹簧连接用一轻弹簧连接，静止在静止在水平桌面上水平桌面上，如图甲所示如图甲所示，现用一竖直向上的力现用

27、一竖直向上的力 F 拉动物块拉动物块 A，使之向使之向上做匀加速直线运动，如图乙所示。在物块上做匀加速直线运动，如图乙所示。在物块 A 开始运动到物块开始运动到物块 B 将要将要离开桌面的过程中离开桌面的过程中(弹簧始终处于弹性限度内弹簧始终处于弹性限度内)，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A力力 F 先减小后增大先减小后增大B弹簧的弹性势能一直增大弹簧的弹性势能一直增大C物块物块 A 的动能和重力势能一直增大的动能和重力势能一直增大D物块物块 A、B 和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小解析解析：选选 C对物块对物块 A 由牛顿第二定律得由牛顿第二定

28、律得：Fmgkxma，解得解得：Fm(ga)kx，由于由于 x 先减小后反向增大先减小后反向增大，故力故力 F 一直增大一直增大，故故 A 错误错误；在物块在物块 A 上升过程中上升过程中，弹簧从压弹簧从压缩到伸长，所以弹簧的弹性势能先减小后增大，故缩到伸长，所以弹簧的弹性势能先减小后增大，故 B 错误；在物块错误；在物块 A 上升过程中，由于物上升过程中，由于物块块 A 做匀加速运动做匀加速运动，所以物块所以物块 A 的速度增大的速度增大，高度升高高度升高，则物块则物块 A 的动能和重力势能增大的动能和重力势能增大，故故 C 正确；在物块正确；在物块 A 上升过程中，除重力与弹力做功外，还有力上升过程中，除重力与弹力做功外，还有力 F 做正功，所以物块做正功，所以物块 A、B 和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大，故和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大，故 D 错误。错误。14.多选多选(2018江西八校联考江西八校联考)如图所示，三角形传送带以如图所示，三角形传送带以1 m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是 6 m 且与水且与水平方向的夹角均为